本文關(guān)鍵詞：Sn-Zn-Cu無鉛釬料研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：由于鉛及含鉛化合物對(duì)人體和環(huán)境產(chǎn)生危害,釬料無鉛化已成為電子封裝等相關(guān)焊接發(fā)展趨勢(shì)。通過近十年的研發(fā),Sn-Ag、Sn-In、Sn-Bi、Sn-Zn等無鉛釬料被證明最有可能成為SnPb鉛料的替代品。而在所有Sn基釬料中,Sn-Zn釬料成本較低、熔點(diǎn)不高以及力學(xué)性能優(yōu)異而逐漸成為無鉛釬料有利競(jìng)爭(zhēng)之一,但Zn易氧化和腐蝕差缺點(diǎn)是釬料應(yīng)用前需要解決的問題。 盡管已有研究顯示加入In、Bi、Al等能提高Sn-Zn釬料這種潤(rùn)濕性和抗氧化性,但這種提高非常有限。而通過原有實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)Sn-9Zn合金中加入合金化元素Cu,自由Zn會(huì)向Cu-Zn化合物轉(zhuǎn)變,從而有效減少Zn的氧化。因此本文主要是研究與分析添加不同Cu合金對(duì)釬料組織和力學(xué)性能影響,并通過在Cu基板上釬焊研究其潤(rùn)濕反應(yīng)和界面組織變化。同時(shí)為了降低釬料熔點(diǎn)和提高潤(rùn)濕性而為獲得綜合性能良好的無鉛釬料,在(Sn-9Zn)-2Cu加入3%Bi和不同量的Ni。為了研究釬料與凸點(diǎn)下Ni鍍層釬焊潤(rùn)濕性和使用可靠性,采用Sn-9Zn-3Cu與Ni基釬焊并于170℃下時(shí)效不同時(shí)間從而研究界面處的組織變化。由以上研究結(jié)果表明: 1、Cu的加入減少了Zn原子在液態(tài)釬料表面的氧化,有效的降低釬料的表面張力,使釬料與Cu之間的潤(rùn)濕性得到顯著提高,獲得了較小的潤(rùn)濕角。但隨著Cu含量的增加,合金熔點(diǎn)逐漸升高。釬料的抗拉強(qiáng)度隨著Cu含量的增加先增大后減小,SZ-xCu/Cu接頭剪切強(qiáng)度則由于界面IMC的轉(zhuǎn)變以及釬料合金自身強(qiáng)度的變化而導(dǎo)致釬焊接頭剪切強(qiáng)度發(fā)生變化。在Cu含量不大于8%時(shí),隨著Cu的增加SZ-xCu釬料中針狀富Zn相逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)镃u-Zn化合物;當(dāng)Cu含量超過8%后,Cu_6Sn_5相開始出現(xiàn)。界面處IMC在0～1%Cu時(shí)主要為層狀Cu_5Zn_8相;在2～6%Cu時(shí),為Cu_6Sn_5相和Cu_5Zn_8相共同組成;在8%Cu時(shí),為扇狀Cu_6Sn_5相組成。 2、Bi的加入會(huì)降低SZC合金的熔點(diǎn),同時(shí)又會(huì)導(dǎo)致熔化區(qū)間擴(kuò)大和富Zn相的粗化;Ni的加入會(huì)隨著含量增加逐漸消除含Bi釬料組織的粗大,但會(huì)相應(yīng)地提高液相線。在Ni達(dá)1%時(shí),釬料基體中圓棒狀Cu_5Zn_8相開始轉(zhuǎn)變成方塊狀(Cu,Ni)_5Zn_8相;Bi、Ni的加入都能有效提高釬料的可焊性。隨著Ni含量的增加,潤(rùn)濕角逐漸減少,且在使用RMA釬劑情況下,潤(rùn)濕角減為一半以上;微量Bi、Ni對(duì)界面IMC組織與形貌沒什么影響,但1%Ni會(huì)降低界面IMC地厚度和釬料處富Zn相的含量。 3、與Sn-9Zn不潤(rùn)濕Ni基板的相反是,SZ-3Cu釬料中Zn與Cu生成化合物有利避免Zn在液態(tài)釬料釬焊時(shí)的氧化,在使用RMA釬劑情況下仍然較好的在Ni基上鋪 Sn.Zn一Cu無鉛釬料研究 展,所得潤(rùn)濕角為67“;界面IMC NisZn21在170℃下時(shí)效I000h仍然保持完整,時(shí)效初 期(SO0h以前)厚度與時(shí)間主要成拋物線關(guān)系,時(shí)效時(shí)間超過50Oh后n涯C厚度增長(zhǎng)非 常緩慢因?yàn)閆n很難由Cu一Zn化合物擴(kuò)散至界面。 關(guān)鍵詞:無鉛釬料;顯微組織;時(shí)效;潤(rùn)濕性;金屬間化合物 n-
【關(guān)鍵詞】：無鉛釬料 顯微組織 時(shí)效 潤(rùn)濕性 金屬間化合物
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2005
【分類號(hào)】：TG425
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 1 前言11-32
• 1.1 釬料在電子封裝中的應(yīng)用11-16
• 1.1.1 釬焊及釬料11-12
• 1.1.2 釬料在電子封裝技術(shù)中的作用12-13
• 1.1.3 釬料與焊接金屬的反應(yīng)13-16
• 1.2 錫鉛釬料使用現(xiàn)狀和無鉛釬料研究驅(qū)動(dòng)力16-20
• 1.2.1 錫鉛釬料使用現(xiàn)狀16-18
• 1.2.2 無鉛釬料研究的驅(qū)動(dòng)力18-20
• 1.3 無鉛釬料性能要求以及存在問題20-24
• 1.3.1 無鉛釬料性能要求20
• 1.3.2 無鉛釬料存在問題20-24
• 1.4 無鉛釬料研究進(jìn)展和各國(guó)主要公司研究情況24-31
• 1.4.1 無鉛釬料研究進(jìn)展24-29
• 1.4.2 各國(guó)主要公司研究情況29-31
• 1.5 論文選題及研究?jī)?nèi)容31-32
• 2 Sn-Zn-Cu無鉛釬料的組織、潤(rùn)濕性和力學(xué)性能32-45
• 2.1 引言32
• 2.2 實(shí)驗(yàn)材料與方法32-35
• 2.2.1 合金制備32-33
• 2.2.2 DSC試樣制備33
• 2.2.3 釬焊試樣制備33
• 2.2.4 氧化實(shí)驗(yàn)制備33
• 2.2.5 掃描電子顯微鏡試樣的制備33-34
• 2.2.6 電子探針試樣的制備34
• 2.2.7 X射線試樣的制備34
• 2.2.8 拉伸試樣制備34-35
• 2.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析35-43
• 2.3.1 合金微觀組織形貌35-37
• 2.3.2 釬料合金的熔化特性37-38
• 2.3.3 氧化行為38-40
• 2.3.4 釬料潤(rùn)濕行為40-43
• 2.3.5 力學(xué)性能試驗(yàn)43
• 2.4 結(jié)論43-45
• 3 Sn-Zn-Cu／Cu界面反應(yīng)及剪切強(qiáng)度45-51
• 3.1 引言45
• 3.2 實(shí)驗(yàn)材料及方法45-46
• 3.2.1 試樣制備45
• 3.2.2 剪切實(shí)驗(yàn)樣品制備45-46
• 3.3 結(jié)果與討論46-50
• 3.3.1 界面化合物組織形貌及成分分析46-49
• 3.3.2 剪切強(qiáng)度與斷口分析49-50
• 3.4 結(jié)論50-51
• 4 Bi、Ni元素對(duì)Sn-Zn-Cu無鉛釬料組織和潤(rùn)濕性影響51-60
• 4.1 前言51
• 4.2 試驗(yàn)材料及方法51-52
• 4.2.1 合金制備51-52
• 4.2.2 釬焊接頭制備52
• 4.2.3 試樣制備52
• 4.3 試驗(yàn)結(jié)果與討論52-59
• 4.3.1 合金微觀組織52-55
• 4.3.2 釬料合金熔化特性55-56
• 4.3.3 釬料潤(rùn)濕行為56-58
• 4.3.4 釬焊接頭界面化合物組織與形貌58-59
• 4.4 結(jié)論59-60
• 5 (Sn-9Zn)-3Cu／Ni潤(rùn)濕反應(yīng)以及時(shí)效界面組織演變60-67
• 5.1 前言60
• 5.2 實(shí)驗(yàn)材料與方法60-61
• 5.2.1 釬料制備60
• 5.2.2 時(shí)效接頭制備60-61
• 5.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論61-66
• 5.3.1 潤(rùn)濕反應(yīng)61-62
• 5.3.2 界面微觀形貌62-63
• 5.3.3 時(shí)效對(duì)界面微觀組織的影響63-66
• 5.4 結(jié)論66-67
• 結(jié)論67-68
• 參考文獻(xiàn)68-73
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況73-74
• 致謝74-75
• 大連理工大學(xué)學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書75

【引證文獻(xiàn)】

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前9條

1 肖正香;稀土Pr對(duì)Sn-9Zn無鉛釬料組織和性能的影響[D];南京航空航天大學(xué);2011年

2 張洪彥;Sn-Zn釬料適用釬劑及界面顯微組織研究[D];哈爾濱理工大學(xué);2011年

3 王建輝;Sn-Zn-Cu（Ni）無鉛釬料及其釬焊接頭界面反應(yīng)研究[D];大連理工大學(xué);2006年

4 馬洪列;Sn-9Zn無鉛釬料助焊劑的研究[D];大連理工大學(xué);2006年

5 楊志;新型Sn-Ag-Bi-Cu-In釬料合金研究[D];昆明理工大學(xué);2006年

6 樊志罡;無鉛釬料的電化學(xué)腐蝕行為研究[D];大連理工大學(xué);2008年

7 孫立恒;微量Ni、Re對(duì)Sn0.7Cu無鉛焊料性能的影響[D];西安理工大學(xué);2008年

8 楊芬;釬料合金及其接頭的浸出行為研究[D];大連理工大學(xué);2010年

9 呂娟;Sn-9Zn系無鉛焊錫合金的微合金化研究[D];西安理工大學(xué);2009年

  本文關(guān)鍵詞：Sn-Zn-Cu無鉛釬料研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：254769